醫(yī)療行業(yè)(尤其是修復性醫(yī)學領域)存在大量的定制化需求,難以進行標準化、大批量生產(chǎn),而這恰是3D打印技術(shù)的優(yōu)勢所在。目前,3D打印技術(shù)在助聽器材制造、牙齒矯正與修復、假肢制造等領域已經(jīng)得到了成功應用且已經(jīng)比較成熟。利用3D打印制造出的牙橋等制品更加精確精細,相比傳統(tǒng)制造方式也更加方便快捷。同樣,利用3D打印技術(shù)可以很好的實現(xiàn)對剩余肢體的復制,制造出的假肢也更加符合人體工學,在歐洲使用3D打印的鈦合金骨骼的患者已經(jīng)超過3萬例,美國一家醫(yī)院甚至用3D打印出的頭骨替換了患者高達75%的受損骨骼。
除了上述醫(yī)學修復領域,3D打印技術(shù)還可用于了解患者病情以及輔助醫(yī)患交流。比如:3D打印機可以打印出患者的立體骨骼模型,醫(yī)生可以通過骨骼模型探討治療過程,與患者溝通手術(shù)方案;醫(yī)務人員還可以通過3D打印的復制品了解患者器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如血管方向及腫瘤位置),還能夠在這些復制品上進行模擬手術(shù)。目前,Stratasys 和3D Systems已經(jīng)能夠提供復制人體器官模型的設備,通過CT掃描等醫(yī)學圖像,直接打印出患者器官的模型,這些模型不僅外觀逼真,還像器官一樣濕潤帶有紋理。
3D打印的模型或無生命假肢僅僅是一個開始,最令人憧憬的應用則是直接打印具有活性的組織器官,即所謂“生物打印”,F(xiàn)有的想法包括:利用3D技術(shù)打印骨架,再在骨架上培養(yǎng)干細胞,誘導其形成組織;更進一步的方法是直接打印出組織器官用于移植;最具想象力的方案則是在人體內(nèi)直接打印活性組織或活性器官,連植入的過程都可以省掉。
Organovo公司已經(jīng)在生物打印領域取得了一些突破,成功打印出了心肌組織、肺臟、血管等;美國康奈爾大學的生物學家巴切爾利用生物高分子材料打印出能正常工作的心臟瓣膜,其中干細胞夾雜在高分子材料里面,能夠逐漸轉(zhuǎn)換成人體細胞。目前,“生物打印”仍處于試驗階段,其應用障礙不僅在于技術(shù)領域,還涉及道德問題、監(jiān)管程序等方面。不過,隨著生物科技的發(fā)展、以及配套制度的完善,3D打印的人體器官將逐步走進現(xiàn)實應用當中。